จะเกิดอะไรขึ้นถ้ากล้องใช้สีหลักต่างกันโดยสิ้นเชิง

อย่างที่หลายคนรู้ว่ามนุษย์มีเซลล์รูปกรวยสามเซลล์ทำให้เราสามารถเห็นสี "หลัก" สามสีที่แตกต่างกันซึ่งอาจรวมกันเพื่อสร้างสเปกตรัมทั้งหมดที่เราสามารถมองเห็นได้ ในขณะเดียวกันสัตว์อื่น ๆ จำนวนมากมีเซลล์รูปกรวยตั้งแต่สี่เซลล์ขึ้นไปทำให้พวกมันเห็นสเปกตรัมที่กว้างขึ้นหรือมีความชัดเจนมากขึ้น

ตอนนี้กล้องดิจิตอลมักจะบันทึกแสงโดยใช้อาร์เรย์ที่มีความไวแสง "พิกเซล" โดยทั่วไปพิกเซลจะถูกจัดเรียงเป็นกลุ่มที่สี่โดยมีสองแบบพิเศษ (ใช้วัสดุการกรอง) สำหรับสีเขียวหนึ่งสำหรับสีแดงและหนึ่งสำหรับสีน้ำเงิน ความเข้มที่ตรวจพบโดยแต่ละพิกเซลแล้วแปลงเป็นไฟล์ RGB โดยใช้อัลกอริทึม ความเข้มที่บันทึกโดยแต่ละพิกเซลพิเศษสามารถแมปกับสเปกตรัมสีด้านล่าง

นี่คือสิ่งที่เราต้องการโดยทั่วไปเนื่องจากภาพที่ได้นั้นเหมาะสมกับสายตาของเราและเพียงพอที่จะบันทึกฉากสำหรับจุดประสงค์และจุดประสงค์ส่วนใหญ่ แต่ทำไมเราต้อง จำกัด กล้องให้จับและบันทึกแสงในแบบที่มนุษย์เห็น?

สมมติว่าเราเปลี่ยนฟิลเตอร์เหนือ "พิกเซล" แบบแสงเป็นแสงเพื่อยอมรับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวกรองที่เราไม่เห็นตามปกติหรือตัวกรองที่อยู่ใกล้กันในช่วงสีพิเศษที่จะให้รายละเอียดมากขึ้น จากตรงนั้นเราสามารถยืดสเปกตรัมสีด้วย 0/360 เป็นสีแรก 120 เป็นสีที่สองและ 240 เป็นสีสุดท้าย

ฉันอยากรู้ว่าผลลัพธ์ของสิ่งนี้จะเป็นเช่นไรตัวอย่างเช่นเราเลือกความยาวคลื่น 800 nm, 400 nm และ 200 nm เพื่อดูอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลตอีกเล็กน้อย หรือถ้าเรามีภาพตัดปะของสิ่งที่ปรากฏเป็นสีน้ำเงินเราสามารถเลือกความยาวคลื่น 450 นาโนเมตร, 475 นาโนเมตรและ 500 นาโนเมตรเพื่อแยกแยะเฉดสีที่คล้ายกันได้ง่ายขึ้น ความเป็นไปได้อีกอย่างก็คือการตรวจจับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสี่แบบและทำแผนที่สิ่งเหล่านี้ลงบนสเปกตรัมสี สิ่งนี้จะช่วยให้บางอย่างเช่นการถ่ายภาพ "tetrachromatic"

นี่คือตัวอย่างของสิ่งที่เราคาดหวัง (เปลี่ยนเพื่อสะท้อนคำถามที่ดีกว่า):

นี่คือสิ่งที่จะตอบ:

สิ่งนี้กำลังทำอยู่หรือไม่? ถ้าไม่ทำไมล่ะ (ฉันเคยเห็นการถ่ายภาพรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดมาก่อน แต่โดยปกติแล้วจะเป็นสีดำ / ขาวหรือสีดำ / สีม่วงแดงทำไมต้องใช้หนึ่งมิติและทำไมไม่ยืดสเปกตรัม?)

มีอะไรในแง่ของเทคโนโลยีผู้บริโภคในการถ่ายภาพด้วยวิธีนี้?

เทคโนโลยีมีข้อ จำกัด อะไรบ้างที่สามารถจับความยาวคลื่นได้?

การถ่ายภาพสีนั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีสามสี โลกเห็นภาพสีแรกในปี 1861 โดยใช้ตัวกรองสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงินโดย James Clark Maxwell การถ่ายภาพสีวันนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการของเขา ในปีพ. ศ. 2434 กาเบรียลลิพมันน์แสดงภาพสีเต็มรูปแบบโดยใช้ฟิล์มขาวดำแผ่นเดียวไม่มีฟิลเตอร์ไม่มีสีย้อมหรือสี กระบวนการนี้หล่นลงข้างทางเพราะภาพที่สวยงามไม่สามารถคัดลอกหรือทำซ้ำได้ ในปี 1950 ดร. เอ็ดวินแลนด์แห่ง Polaroid Corporation แสดงให้เห็นว่าเขาสามารถสร้างภาพสีที่สวยงามโดยใช้เพียงสองสี (579 และ 599 นาโนเมตร) นี่ก็ตกไปตามทาง

วิศวกรด้านการถ่ายภาพต้องการถ่ายภาพมานานแล้วโดยใช้ส่วนที่ไม่ได้มองเห็นของสเปกตรัม มันถูกค้นพบอย่างรวดเร็วว่าแผ่นภาพธรรมดาและฟิล์มถ่ายภาพเพียงการบันทึกแสงสีม่วงและสีฟ้าเช่นเดียวกับรังสีอัลตราไวโอเลต (4 นาโนเมตรถึง 380 นาโนเมตร) พวกเขาค้นพบว่าภาพยนตร์บันทึก X-Ray และอินฟราเรด

ส่วนอื่นของสเปกตรัมสามารถถ่ายภาพได้? ภาพนักดาราศาสตร์ผ่านคลื่นความถี่วิทยุ Weathermen และอุตสาหกรรมการบินภาพผ่านเรดาร์ กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลนั้น จำกัด อยู่ที่ประมาณ 1,000 เท่าอย่างไรก็ตามกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะถ่ายภาพโมเลกุลและอะตอม

เราถ่ายภาพร่างกายมนุษย์โดยใช้คลื่นเสียง (อัลตร้าซาวด์) เราถ่ายภาพร่างกายมนุษย์โดยใช้คลื่นวิทยุ (การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก, MRI)

มีวิธีอื่น ๆ อีกมากมายในการสร้างภาพ ในภาพแรกที่สร้างขึ้นโดยใช้ส่วนที่ไม่ได้มองเห็นของสเปกตรัมจะแสดงเป็นขาวดำเท่านั้น ท้ายที่สุดเราไม่สามารถมองเห็นผ่านการแผ่รังสีนี้ดังนั้นภาพกราฟิกใด ๆ ที่เรานำเสนอจะเป็นการนำเสนอที่ไม่ถูกต้อง

ตอนนี้แพทย์มองไปที่รังสีเอกซ์กำลังมองหาการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเฉดสีเทา ด้วยตรรกะคอมพิวเตอร์เราสามารถเปลี่ยนโทนขาวดำเป็นสีเท็จเพื่อสร้างความแตกต่างที่ดีขึ้น ดังนั้น X-ray และ sonogram ที่ทันสมัยจึงถูกแสดงด้วยสีที่ผิดพลาด สาขาวิชาถ่ายภาพอื่น ๆ ของวิทยาศาสตร์ตามความเหมาะสม ภาพสีผิดเพี้ยนที่ทำจากส่วนที่ไม่ได้มองเห็นของสเปกตรัมเป็นงานประจำ

สิ่งนี้กำลังทำอยู่หรือไม่?

แน่ใจ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตรวจจับแสงอินฟราเรดใกล้สเปกตรัมที่มองเห็นและใกล้กับรังสี UV ภาพใด ๆ ที่คุณเห็นจากฮับเบิลที่มีข้อมูลอยู่นอกสเปกตรัมที่มองเห็นได้คือภาพสีผิดเพี้ยน

ในทำนองเดียวกันภาพจากจันทราซึ่งสำรวจสเปกตรัมรังสีเอกซ์สามารถมองเห็นได้ด้วยการทำแผนที่ "โทนสี" ของมันกับสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้

ในโดเมนที่ไม่ใช่ทางดาราศาสตร์สแกนเนอร์คลื่นมิลลิเมตรที่สนามบินจะทำเครื่องหมายสัญญาณช่วงพิสัยของมิลลิเมตรเข้าสู่โดเมนภาพ

มีอะไรในแง่ของเทคโนโลยีผู้บริโภคในการถ่ายภาพด้วยวิธีนี้?

กล้อง FLIR หนึ่งอัน

เทคโนโลยีมีข้อ จำกัด อะไรบ้างที่สามารถจับความยาวคลื่นได้?

คำถามนั้นกว้างเกินไป (มีข้อ จำกัด ด้านเทคโนโลยีเสมอ )

กล้องถ่ายภาพที่ใช้งานทั่วไปบางตัวบันทึกนอกสเปกตรัมที่มองเห็นดังนั้นจึงมีประสบการณ์เกี่ยวกับเรื่องนี้ Leica M8 มีชื่อเสียงในด้านการบันทึก IR ช่วงขยายมีผลกระทบต่อความแม่นยำของสีน้อยและ Leica ต้องให้ตัวกรอง IR / cut สำหรับลูกค้าเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว

การขยายไปยัง UV นั้นทำได้ยากเนื่องจากกระจกในเลนส์ป้องกันรังสียูวี

ผลกระทบของการจับคลื่นความถี่ที่กว้างขึ้นในทันที - อย่างน้อยที่สุดเท่าที่เห็นด้วย Leica หรือกล้องดัดแปลง - ไม่น่าพอใจน่าสนใจหรือมีประโยชน์โดยเฉพาะ แม้ว่าคุณจะสามารถประมวลผลข้อมูลด้วยวิธีที่น่าสนใจคุณจะได้รับเคล็ดลับ ponny

มี บริษัท ที่จะลบตัวกรองออกจากเซ็นเซอร์ถ้าคุณมีความสนใจ คุณสามารถใช้ฟิลเตอร์สีกับสเปกตรัมที่แตกต่างกันบนเลนส์ของคุณสร้างการรับแสงสามภาพด้วยฟิลเตอร์ต่าง ๆ และผสมผสานในซอฟต์แวร์

ความเข้มที่บันทึกโดยแต่ละพิกเซลพิเศษสามารถแมปกับสเปกตรัมสีด้านล่าง

เมทริกซ์ไบเออร์ไม่ได้แมปกับสีใด ๆ รูปภาพถูกแก้ไขเพื่อให้ได้ภาพเต็มสีต่อพิกเซลโดยที่แต่ละพิกเซลมีองค์ประกอบ R, G และ B คอมโพเนนต์ RGB เหล่านี้สามารถแมปไปยังพื้นที่สีเช่น sRGB หรือ adobeRGB แต่โหมด RGB ไม่มีพื้นที่สีโดยเนื้อแท้

สมมติว่าเราเปลี่ยนฟิลเตอร์เหนือ "พิกเซล" แบบแสงเป็นแสงเพื่อยอมรับความยาวคลื่นที่แตกต่างกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวกรองที่เราไม่เห็นตามปกติหรือตัวกรองที่อยู่ใกล้กันในช่วงสีพิเศษที่จะให้รายละเอียดมากขึ้น

คำถามคือสิ่งหนึ่งที่ถือเป็นรายละเอียด หากเป้าหมายคือการทำการสเปกโทรสโกปีคุณไม่ควรใช้กล้องปกติ แต่ควรใช้สเปกโตรมิเตอร์หรือสเปกโตรมิเตอร์

ตัวกรองแต่ละตัวที่เพิ่มเข้ามาจะลดประสิทธิภาพโดยรวมของเซ็นเซอร์ กล้อง RGB มีประสิทธิภาพสุทธิประมาณ 20 ~ 25% ในช่วงที่มองเห็น กล้อง UV-VIS-IR ที่ใช้ฟิลเตอร์ 5 ตัวจะมีประสิทธิภาพมากกว่า 10% ในช่วงนั้นและแถบ UV และ IR มีแสงน้อยกว่าในการเริ่มต้นดังนั้นพวกเขาจะต้องได้รับมากขึ้นและเป็นคนดัง

สิ่งนี้กำลังทำอยู่หรือไม่? ถ้าไม่ทำไมล่ะ

ใช่พวกเขาถูกเรียกว่าสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ ในความเป็นจริงแล้วมีบางสิ่งที่คล้ายกันมากกับสิ่งที่คุณกำลังพูดถึง MastCAM บนรถแลนด์โรเวอร์อยากรู้อยากเห็นใช้อาร์เรย์ของไบเออร์พิเศษที่ทำให้แสง IR มีความสำคัญควบคู่กับล้อกรอง 8 ล้อ จากนั้นกล้องสามารถทำการถ่ายภาพย่านความถี่แคบความละเอียดเต็มรูปแบบในคลื่นสั้น IR ที่ความยาวคลื่น 6 ช่วงที่แตกต่างกัน

มันทำกันทั่วไปหรือเปล่า นอกเหนือจากการสอบถามทางวิทยาศาสตร์แล้วการตั้งค่าประเภทนี้ทำให้กล้องมีขนาดใหญ่มากและจำเป็นต้องมีรูปแบบข้อมูลเมตาที่ซับซ้อนกว่า นี่คือสองสิ่งที่เป็นความหายนะของสินค้าอุปโภคบริโภค

โปรดทราบว่าคุณสามารถใช้ใด ๆ 3 พรรคในสเปกตรัมที่มองเห็นและคุณจะสร้างภาพที่ถูกต้อง (ภายในขอบเขตของการบันทึกและแสดงผลอุปกรณ์ของคุณ) ตราบใดที่อุปกรณ์อุปกรณ์บันทึกภาพและจอแสดงผลใช้พรรคเดียวกัน ตัวอย่างเช่นกล้องส่วนใหญ่ที่เปิดตัวในช่วง 10 ปีที่ผ่านมามีเซ็นเซอร์ที่จับสีที่เข้ากับ sRGB colorspace และจอภาพส่วนใหญ่จะแสดงใน sRGB colorspace (หรือบางอย่างใกล้เคียง)

กล้องรุ่นใหม่กว่า (ปัจจุบันอยู่ในระดับไฮเอนด์ แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่ากล้องผู้บริโภคในไม่ช้า) จะสามารถถ่ายภาพในพื้นที่สีที่กว้างกว่าที่เรียกว่า DCI-P3 ก็ยังถือว่าเป็นพื้นที่สี "RGB" เพราะพรรคที่ถูกจับเป็นสิ่งที่เราจะเรียกว่า "สีแดง" "สีเขียว" และ "สีฟ้า" แม้ว่าพวกเขาจะแตกต่างจากรุ่นแรก sRGB จอแสดงผล LCD หลายจอในคอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือในปัจจุบันสามารถแสดงผลในพื้นที่สี DCI-P3 ได้เช่นกัน อุปกรณ์เหล่านี้จับและแสดงช่วงสีที่กว้างกว่ามาก

หากคุณต้องการดูว่ามันจะจับภาพด้วยพรรคชุดหนึ่งและแสดงในชุดอื่นคุณสามารถใช้ฟิลเตอร์ปรับสีในโปรแกรมแก้ไขภาพที่คุณชื่นชอบ การหมุนเฉดสีจะแสดงให้คุณเห็นว่าเทียบเท่ากับการจับภาพด้วยชุดหนึ่งและแสดงด้วยชุดอื่น

เทคโนโลยีมีข้อ จำกัด อะไรบ้างที่สามารถจับความยาวคลื่นได้?

มี:

• ใกล้การถ่ายภาพอินฟราเรด (night vision)
• การถ่ายภาพอินฟราเรดกลาง (ภาพความร้อน) http://www.ipac.caltech.edu/outreach/Edu/Regions/irregions.html
• รังสีเอกซ์ (ไม่เพียง แต่จะเห็นกระดูกผ่าน trhu x-ray แต่บางคนมีความสำคัญเพื่อให้คุณสามารถดูว่าคนสะท้อนให้เห็น) https://en.wikipedia.org/wiki/Backscatter_X-ray ,
• กล้องโทรทรรศน์วิทยุและกล้องโทรทรรศน์ไมโครเวฟ
• กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา
• กล้องยูวี ฯลฯ

ดังนั้นโดยพื้นฐานคลื่นความถี่ทั้งหมดได้ถูกสำรวจ

แต่พวกเขาทั้งหมดมีระบบที่แตกต่างกัน สิ่งที่ต้องพิจารณาคือความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับสสารบรรยากาศและเซนเซอร์ที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น

ลองดูสาเหตุที่เราเห็น "แสงที่มองเห็น" หากความยาวคลื่นโดยเฉพาะไม่ผ่านชั้นบรรยากาศจะไม่มีแสงจากแหล่งใด ๆ หรือที่รู้จักกันในแสงแดด: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svgแสงผ่านอีกอันหนึ่งคือวิทยุ แต่มันนานเกินไปที่จะผ่านร่างกายของเรา

ความแตกต่างของความยาวคลื่นนั้นมีเอกซ์โพแนนเชียลดังนั้นใช่มีปัญหาทางเทคโนโลยีบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่บางสิ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาหรือเครื่องมือของเรา

มีอะไรในแง่ของเทคโนโลยีผู้บริโภคในการถ่ายภาพด้วยวิธีนี้?

อินฟราเรด

คำถามง่ายๆคือคุณสามารถมีฟิล์มอินฟราเรดและฟิลเตอร์เพื่อให้คุณทดลองและคุณสามารถปรับ dlsr ของคุณ: https://photo.stackexchange.com/search?q=infrared

มีกล้องและเลนส์ในตอนกลางคืน

คุณสามารถซื้อกล้องความร้อนอินฟราเรดไกล แต่มันไม่ได้เป็นผลิตภัณฑ์ "ของผู้บริโภค" เพราะมีราคาแพง

รังสียูวี ฉันสงสัยว่าเป็นเรื่องถูกกฎหมายที่จะยิงแสงไฟที่มีพลังมากขึ้นให้กับผู้คน โปรดจำไว้ว่าการได้รับแสง UV ที่ยาวนานอาจทำให้เกิดการเผาไหม้ได้ก่อนอื่นจากเรตินาของคุณ ดังนั้นคุณต้องมีสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยในการใช้ UV พลังงานต่ำ ภาพ "แบล็กไลต์" เป็นแสงสะท้อนที่เกิดจากรังสี UV ดังนั้นคุณสามารถทำเช่นนั้นได้ https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet_photography

ฉันเคยเห็นการถ่ายภาพรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดมาก่อน แต่โดยปกติแล้วจะเป็นสีดำ / ขาวหรือดำ

หากคุณไม่สามารถดูได้ว่ามันคือการตีความ googles ตอนกลางคืนเป็นสีเขียวนวลเพราะดวงตาของเราไวต่อสีเขียวมากกว่าและเมื่อทหารเอาเลนส์ออกดวงตาของเขาจะปรับตัวเข้ากับความมืดได้ง่ายขึ้น หากคุณมีวิสัยทัศน์ขาวดำเวลาที่ตาจะปรับเข้ากับความมืดจะนานขึ้น

เหตุใดจึงต้องใช้หนึ่งมิติ

"ภาพ 3 มิติ" ของสี "หลัก" เป็นเพียงเพราะสมองของเรารับรู้แสง Magenta ไม่ได้อยู่ในส่วนที่มองเห็นได้ แต่ก็ไม่มีความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องกับมัน สมองของเราตีความมันเป็นสีม่วงแดง

ในความเป็นจริงสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นมิติเดียว มันเป็นbimensionalถ้าเราใช้ความรุนแรงเป็นมิติที่สองเพื่อผลิตภาพ

ทำไมไม่ยืดคลื่นความถี่?

เราต้องไปตามคลื่นความถี่ หรือเราเห็นหรือไม่ จริง ๆ แล้วภาพขาวดำคือการบีบอัดความยาวคลื่นที่เราไม่เห็นในสเปกตรัม จำกัด ที่เราเห็น

แน่นอนว่าคุณสามารถสร้างเครื่องดิจิตอล Xray เพื่อแสดงสีม่วงแดงได้ฉันมีจอภาพ CTR รุ่นเก่าที่ทำด้วยตัวเอง แต่นี่เป็นแง่มุมทางจิตวิทยามากกว่าด้านเทคนิค

แต่ในบางสาขาเช่นภาพถ่ายความร้อนสเปกตรัมสีจะใช้ในการตรวจจับความแตกต่างของอุณหภูมิดังนั้นจึงเสร็จสิ้นในปัจจุบัน

เกี่ยวกับสาเหตุที่ไม่เปิดเผยสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้หรือไม่ฉันคิดว่านี่เป็นการตีความเชิงศิลปะอย่างสมบูรณ์ดังนั้นคุณสามารถทำสิ่งที่คุณต้องการได้

แต่

แต่ในทางกลับกันก็น่าสนใจที่จะมีเครื่องจำลอง Tetrachromacy ของคนไม่กี่คนที่มีมันเหมือนกันว่าเรามีเครื่องจำลองการตาบอดสีได้อย่างไร: http://www.color-blindness.com/coblis-color-blindness- จำลอง /

ฉันกำลังอ่านหนังสือที่น่าสนใจมาก ๆ ชื่อว่า "Vision and Art, Biology of Seeing" โดย Margaret Livingstone ฉันยังไม่ได้ทำ แต่ตอนนี้ฉันได้อ่านแล้วพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการที่ตารับรู้สีวิธีการผสมสี (ทั้งแสงและสี) และสิ่งที่เป็นข้อ จำกัด และทำไม มันอาจช่วยตอบคำถามของคุณเกี่ยวกับการทำงานของตาและขีด จำกัด ของความสามารถในการถ่ายภาพ